【摘要】：為準(zhǔn)確識別高壓電氣設(shè)備中被噪聲淹沒的局部放電信號,提出了一種基于相關(guān)概率小波變換的局部放電信號檢測方法。該方法首先對采集到的原始信號進(jìn)行小波變換,利用局部放電信號與噪聲信號相關(guān)性的不同對各層的小波系數(shù)進(jìn)行預(yù)處理,然后基于分位數(shù)的概念在處理后的各分解層上設(shè)置若干個多尺度閾值,根據(jù)這些閾值計算原始信號各處為局部放電信號的概率,最后根據(jù)概率值的大小來判斷該處是否發(fā)生局部放電。利用該方法對仿真及實測信號進(jìn)行分析,并與傳統(tǒng)小波變換方法的處理結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明,該方法能夠更為有效地抑制局部放電在線監(jiān)測中的噪聲干擾,全面、可靠地檢測到強(qiáng)噪聲背景下的微弱局部放電信號,具有一定的工程應(yīng)用價值。
【圖文】：

2898高電壓技術(shù)2017,43(9)是按照數(shù)據(jù)大小及固定間隔進(jìn)行，并未考慮到數(shù)據(jù)出現(xiàn)的次數(shù)及概率分布，在實際應(yīng)用中存在一定缺陷。由此，便產(chǎn)生基于分位數(shù)的數(shù)據(jù)分割方法，分位數(shù)為數(shù)據(jù)中的一個分界點，這個分界線的一側(cè)對應(yīng)一個概率p。例如，將n個數(shù)由小到大進(jìn)行排序，那么1/5分位數(shù)就是第(n×0.2)個數(shù)，2/5分位數(shù)就是第(n×0.4)個數(shù)，以此類推，p分位數(shù)就是第(n×p)個數(shù)，如果(n×p)不是整數(shù)，則歸為最接近該值的較大的整數(shù)。圖1為采用基于幅值和基于分位數(shù)這兩種不同的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分割的結(jié)果。圖1中曲線代表按照幅值絕對值大小進(jìn)行排序的原始數(shù)據(jù)，每一條直線代表一個用于數(shù)據(jù)分割的邊界。圖1(a)采用固定的間隔，即兩個相鄰數(shù)據(jù)集之間的幅值差相等。在實際中，局部放電現(xiàn)象是隨機(jī)發(fā)生的，因此采取此方法來分析PD信號不太合適。圖1(b)則根據(jù)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的幾率來劃分子集，即提供了一個概率值用于信號的區(qū)分，這一點與PD信號的特性較為符合。在這一基礎(chǔ)上本文提出了多尺度閾值的概念，即根據(jù)分位數(shù)的定義在每一個分解層上設(shè)置多個閾值，從而可以克服采用單一閾值進(jìn)行二次決策所引起的誤差，進(jìn)而提高檢測的精度。2相關(guān)概率小波變換方法PD信號中的噪聲主要包括周期性窄帶干擾和白噪聲等[14]。PD信號頻譜范圍很寬，一般從幾十kHz到幾百M(fèi)Hz[15]。經(jīng)小波變換后，PD信號具有以下特點：（1）對應(yīng)的小波系數(shù)有很高的幾率出現(xiàn)在所有分解層上；（2）相應(yīng)位置的小波系數(shù)在各個分解層之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性；（3）其突變點在各個分解層的同一位置都會出現(xiàn)較大的峰值。周期性窄帶干擾的能量比較集中[16]，一般只分布在若干個頻帶上，其對應(yīng)的小波系數(shù)只會出現(xiàn)在特定的分解層上。白噪聲頻譜較寬，功率譜為恒定常數(shù)，在大?

闃釗?具有較強(qiáng)的相關(guān)性；（3）其突變點在各個分解層的同一位置都會出現(xiàn)較大的峰值。周期性窄帶干擾的能量比較集中[16]，一般只分布在若干個頻帶上，其對應(yīng)的小波系數(shù)只會出現(xiàn)在特定的分解層上。白噪聲頻譜較寬，功率譜為恒定常數(shù)，在大多數(shù)情況下其幅值小于PD信號，但也有可能大于PD信號，對應(yīng)的小波系數(shù)在各分解層之間相關(guān)性很小或沒有相關(guān)性[17]�；谏鲜龇治觯�，為了有效地抑制噪聲干擾，更為準(zhǔn)確地檢測到PD信號，本文將相關(guān)性與概率計算的思想結(jié)合起來，提出相關(guān)概率小波變換方法。該方法實現(xiàn)過程見圖2，具體步驟如下：1）對信號作離散小波變換，得到各分解層的圖1不同方法的檢測結(jié)果Fig.1Signalssegmentationbasedondifferentmethods圖2算法流程圖Fig.2Algorithmflowdiagram小波系數(shù)(,)sWjn。2）求取相鄰分解層間的相關(guān)系數(shù)(,)jCjn。3）計算對應(yīng)的歸一化相關(guān)系數(shù).(,)jnCjn。4）設(shè)rsW為經(jīng)過處理的新小波系數(shù)，與sW大小相同且初值為0。若,(,)(,)jnsCjn≥Wjn，則將n點的小波系數(shù)(,)sWjn保存到rsW的對應(yīng)位置中，且將原來的(,)sWjn和(,)jCjn均置0；否則，保留原來的r(,)sWjn、(,)sWjn和(,)jCjn。
【作者單位】： 西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院;國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51279161)~~
【分類號】：TM855

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本文編號：2527170